PENGECORAN LOGAM BESI

Dalam pengertian proses produksi, maka proses pengecoran meliputi: pembuatan cetakan, persiapan peleburan 
logam, penuangan logam cair kedalam cetakan, pembersihan coran dan proses daur ulang pasir cetak.

Pengecoran, tercatat sebagai suatu proses yang relatif tua, karena sudah dikenal orang sekitar tahun 2000 S.M Bahkan sampai saat ini, pengecoran merupakan proses dasar yang sangat  penting dalam pengembangan industri logam dan permesinan.

7.1. Macam-macam besi tuang (cast iron)

             Besi tuang atau cast iron, dapat di golongkan kedalam 2 (dua) kelompok besar, yaitu:

Kelompok A.

1. Besi tuang kelabu                             unsur C nya berupa grafit
2. Besi tuang kelabu ke putih-putih an unsur C nya berupa sementit
3. Besi tuang putih
4. Malleable cast iron

Kelompok B.

 a.   Alloy cast iron

b.      Nodular cast iron.

Secara umum, persentase Karbon cast iron adalah: 2,25 ¸ 4,3 %

Di dalam perdagangan:   C nya ± 3,5 %

Pada  cast iron, disamping  dan  terkandung pula: , ,  dan

7.2. Keunggulan Besi Tuang

            Dibandingkan dengan baja tuang, ada beberapa keunggulan besi tuang ini, misalnya:

1. Hasilnya akan lebih murah dibandingkan dengan baja tuang
2. Temperatur peleburan lebih rendah, oleh karena itu “Dapur Kupola” dapat dipakai.
3. Besi tuang cair akan lebih baik mengalirnya, sehingga dapat mengisi rongga-rongga cetakan (mould) dengan lebih sempurna.
4. Hasilnya siap untuk dikerjakan lebih lanjut.
5. Menghasilkan kombinasi kekuatan tarik dan tekan yang baik
6. Tahan terhadap ke aus an, gerusan, dll.

7.3.  DIAGRAM  ALIRAN  PROSES  PENUANGAN

           Flowchart dibawah ini menunjukkan tahapan-tahapan pada proses penuangan.

7.3.1. Peleburan (Smelting)                                                                          

             Untuk mem proses atau melebur logam, maka dapat menggunakan:

-          Dapur Kupola, yang penting diperhatikan:

-          Rotary Furnace

-          Electric Furnace

-          Air Furnace (reverborotary air furnace)

7.3.2. Pembuatan Model

              Pembuatan model atau pola, yang penting harus di perhatikan adalah: logam cair, setelah membeku, akan mengalami “penyusutan”. Oleh sebab itu, dimensi model tersebut harus diperhitungkan terhadap kemungkinan penyusutan tersebut. Penyusutan untuk setiap logam akan selalu ber beda-beda, sebagai contoh, dibawah ini disajikan dalam bentuk tabel besarnya penyusutan yang terjadi untuk berbagai jenis logam.

Bahan	Penyusutan
Besi Tuang	inci per feet
Baja Tuang	inci per feet
Kuningan	inci per feet
Aluminium	inci per feet

7.3.3. Cetakan (mould)

                Bila dilihat dari cara penuangan logam cair ke dalam cetakan, maka jenis cetakan dapat golongkan menjadi 2 (dua) kelompok, yaitu:

1. Cetakan diam atau “stationary mould”
2. Cetakan bergerak atau “non-stationary mould”

  A. Cetakan Diam, terdiri dari:

      1. Cetakan Pasir:                                                            2. Invesmen Casting (Presisi)

        - Green sand moulding

        - Dry sand moulding

        - Loam (tanah liat) moulding

        - Hot box proses,  proses dan Shell moulding

B. Cetakan Bergerak, terdiri dari:

    1. Investment casting

    2. Centrifugal casting

· Klasifikasi Cetakan dapat di klasifikasi kan ke dalam 2 (dua) kelompok, yaitu:

1). Ditinjau dari bahan yang pembuat nya, terdiri dari:

    (a). Cetakan pasir basah (green sand moulding)  dari pasir cetak yang masih basah

     b). Cetakan kulit kering (skin dried moulding)  lapisan pola akan mengeras bila terkena panas

    (c). Cetakan pasir kering (dry sand moulding)  menggunakan pasir yang kasar

     d). Cetakan lempung (loam moulding) terbuat dari batu bata, diberi lempung, u/ B.K yg besar

     e). Cetakan furan (furan moulding)  terbuat dari resin, untuk sekali pakai

     f). Cetakan  pasir dicampur natrium silikat, dialirkan CO2, maka campuran mengeras

     g). Cetakan logam  proses cetak-tekan (die casting), logam yang titik cair nya rendah

     h). Cetakan khusus  terbuat dari plastik, kertas, kayu, semen, plester atau karet  

2). Ditinjau dari cara penempatan cetakan nya, terdiri dari:

     a). Pembuatan cetakan di meja (bench moulding)  untuk benda cor yang kecil-kecil

     b). Pembuatan cetakan di lantai (floor moulding)  untuk benda cor sedang dan besar

     c). Pembuatan cetakan sumuran (pit moulding)  untuk benda cor yang besar sekali

     d). Pembuatan cetakan dengan mesin (machine moulding)  semua proses secara mekanis

 ¨  Green Sand Moulding

              Pasir yang digunakan masih dalam keadaan agak basah, sehingga mempunyai sifat elastisitas yang baik dan mudah untuk dibentuk, biasanya menggunakan “rangka celah”.

a-1. Bentuk benda kerja yang di kehendaki (misal nya):

                                 

Bentuk rangka celah nya:

a-2. Model

                                         

a-3-1 Kerangka bawah

                                                                            

-          model atau pola ditempatkan didalam rangka celah pada posisi terbalik

-          kerangka di isi pasir, kemudian di padatkan.

a-3-2. Kerangka atas

             

Guna saluran lebih:

-          Untuk mengetahui (checking) apakah seluruh rongga cetak sudah penuh terisi logam cair

-          Sebagai saluran/lubang penambah logam cair (pada proses pendinginan)

a-4. Kerangka atas dan bawah di-assembling

                     

-          Sebelum di-assembling, kerangka cetak bawah dibalik, model di keluar kan, permukaan (bekas) model di olesi dengan grafit yang di cair kan

-          Rangka atas dan bawah di satukan dengan sebelum nya inti di masukkan

-          Untuk benda-benda kerja yang bentuk nya sulit, maka kerangka cetak dapat di buat lebih dari 2 (dua) bagian, sehingga “pipe” atau rongga cetak dapat dihindarkan, atau di minimal kan.

(1.c). Dry sand moulding

                 Cetakan dibuat dari pasir yang kasar dengan menggunakan bahan perekat atau pengikat. Karena harus dipanaskan di dalam dapur sebelum digunakan, maka tempat cetakan nya terbuat dari logam (lihat gambar ilustrasi nya).

    

· Guna  serbuk-serbuk  sekam  jarami:  untuk  memudahkan   keluarnya  gas-gas  dari  dalam cetakan      

   akibat penuangan logam cair.

· Cetakan  pasir  kering  tidak  memuai, ketika  terkena   aliran  logam  cair.  Keunggulan   nya   yang   

   lain  adalah: bebas dari  gelembung-gelembung  udara, karena   gelembung   tersebur   dapat  keluar                                                     

   melalui pori-pori pasir cetak dan sekam jerami.

· Cetakan jenis ini banyak digunakan di pabrik-pabrik pengecoran baja.

· Bila    digunakan   untuk   benda-benda   coran   yang  besar - besar,  maka  cetakan   dibuat

   langsung pada lubang-lubang galian yang tetap (pit muolding).

7.4. PENGECORAN

                                     Ladle

                                                    

Pada pengertian pengecoran disini adalah: penuangan logam cair ke dalam cetakan yang sebelumnya, inti harus dimasukkan terlebih dahulu.

7.5. PEMBONGKARAN/PENGELUARAN  BENDA  CORAN ( BELUM BERSIH)                                     

                             

Setelah, logam cair di dalam cetakan membeku, maka benda cor nya di keluarkan (pasir cetak bisa rusak, bisa juga tidak  di daur ulang). Benda cor yang dikeluarkan, masih sangat kotor,  untuk itu perlu di bersihkan.

8.6. Pembersihan

                               

Catatan:

-          Untuk memudahkan pengeluaran model, maka model harus berbentuk tirus

-          Untuk bentuk-bentuk yang sulit, cetakan dapat dibuat lebih dari 2 (dua) bagian.

7.6.  PERLAKUAN   PANAS   CORAN                                                                         

                          

Bila logam cair membeku, maka akan terjadi penyusutan dan bila solidifikasi (proses penyusutan) tersebut tidak dikendalikan dengan baik, maka akan terjadi rongga-rongga penyusutan yang besar. Solidifikasi harus dikendalikan sedemikian rupa, sehingga rongga penyusutan hanya terjadi di daerah saluran turun/saluran masuk atau pada saluran penambah.

          Pada gambar ilustrasi diatas, terlihat adanya gradien suhu dan garis-garis isotermal serta arah aliran panas di dalam suatu benda coran.

Umumnya, rongga-rongga penyusutan terjadi di daerah dimana terdapat pembekuan yang paling akhir, artinya di daerah yang suhu nya paling tinggi (panas terperangkap).

Untuk mengatasi hal tersebut, ada beberapa cara yang bisa dilakukan, antara lain:

-          menyiapkan logam cair “stand-by” di daerah saluran penambah

-          memasang “chill” (batang logam) di daerah panas terperangkap, dengan demikian panas dapat disalurkan dengan cepat keluar

-          menempat kan bahan kimia “eksotermik” dai daerah benda coran, dengan demikian suatu daerah tertentu akan tetap panas

-          menempatkan pompa vacuum dibagian bawah cetakan, sehingga logam cair mengalir lebih cepat untuk mengisi seluruh rongga-rongga cetakan

-          membuat cetakan lebih dari 2 (dua) bagian, sehingga tidak ada daerah dimana panas dapat terperangkap.